一、类比设计方法及其应用（论文文献综述）
唐忠[1]（2021）在《支持产品概念设计的专利知识挖掘方法及其原型系统研究》文中认为概念设计是产品创新的核心,是一种基于知识驱动的问题求解过程,其实质是对知识进行迁移和重组的过程。作为创新设计的产物,专利文献成为了一种新的激发设计者获得创新灵感的知识资源,它与产品创新活动关系最为密切。因此,如何从海量专利文献中挖掘并利用专利知识辅助概念设计就成为了产品创新设计的关键。专利文献的分类和检索是专利知识挖掘与支持产品概念设计的必要工具和重要研究内容。本论文以中文专利文献为研究对象,以获取产品概念设计所需知识为目的,从专利分类和专利知识检索的角度出发,对其中存在的一些关键问题和支持产品概念设计的方法与工具进行研究,提出了支持产品概念设计的专利知识挖掘新方法。本论文的主要研究内容如下:（1）根据现有概念设计求解过程模型的相关研究,对构成概念设计求解过程模型的设计元素信息进行分析,构建了专利知识辅助产品概念设计的需求-功能-原理-结构（Requirement-Function-Principle-Structure,RFPS）过程模型,建立了功能基来规范表达该模型中的功能,并对模型中各层的作用及其相互关系进行了详细的论述。（2）以现有的几种特征权重计算方法为例,首先分析并阐述了专利分类中如何合理地对测试集专利进行特征权重计算,并在此基础上提出了五种无监督特征权重计算方法。然后,针对目前有监督词语权重方法在专利分类方面表现出的不足,建立了一种融合词-文本-类别的多层次专利特征权重计算模型,并在此基础上,基于累积剩余熵提出了一种有监督词语权重方法。最后,针对无监督和有监督特征权重计算方法均未考虑词语之间的语义关系问题,构建了加权词向量并引入证据理论、圆周卷积和卷积神经网络来完成加权词向量的合成。更进一步地,为了解决传统向量空间模型存在的稀疏问题,提出了一种基于语义的向量空间模型来实现专利的特征权重计算。通过实验分别验证了所提方法的可行性和有效性。（3）根据专利中所蕴藏的设计知识的特点,分别用动名词词组（动词+名词对）、动词和名词代表专利中的功能知识、原理知识和结构知识,完成了专利知识的表示。以Stanford Corenlp为词性标注工具,阐述了专利知识的提取规则。针对专利中的附图知识,给出了从专利中提取专利附图的算法。建立了以专利标题和摘要为索引的专利知识组织与存储策略,为进一步地实现专利知识的检索提供了支持。（4）作为利用专利知识的必要工具之一,专利知识检索决定了专利知识应用（即迁移与重组）的效率与效果。针对关键词检索方法会出现使用同义词的现象以及关键词不能充分表达检索意图的问题,根据国际专利分类表（IPC）建立了意图单元来识别与理解检索意图,提出了基于IPC的专利知识检索方法,并详细阐述了该方法的计算流程。考虑到每个意图单元和每个专利中所包含的功能动词数不可能完全彼此相同,分别从IPC和专利中提取了完整的用于描述动作的功能动词集,进而定义了用于专利知识检索的功能绝对性指标,解决了专利知识检索中仅用余弦函数计算相似度存在的问题,提高了专利知识检索的准确性。（5）以前述理论研究为基础,开发了支持产品概念设计的专利知识挖掘原型系统（Patent Knowledge Mining Prototype System,PKMPS）。将PKMPS应用于压水型反应堆辐照样品孔塞的创新设计中,展示了PKMPS各功能模块的窗口布局,同时详细介绍了各功能模块的操作规则与使用方法。初步验证了PKMPS在辅助产品概念设计上的可行性和实用性。
陈晨[2]（2021）在《生物信息驱动的产品概念设计方法及关键技术研究》文中研究说明发展有助于创新方案产生的概念设计方法和技术是产品开发领域重要的研究课题。但是以利用经验知识和本领域知识为主的概念设计方法,存在着固有的局限性,不容易得到创新方案。而引入跨领域的知识能够为设计师提供一种独特的设计视角,是推动创新方案产生的有效手段。生物信息作为一种重要的创新资源,蕴藏着大量具有工程应用价值的设计知识,充分地将其应用到产品概念设计中,对推动创新方案产生具有重要意义。然而目前相应过程模型的缺少、跨领域信息映射研究的不足和设计知识提取方法研究的不够深入为生物信息在产品概念设计中的利用带来了一系列挑战。本文依托国家自然科学基金重点项目《机电系统创新设计理论与方法的若干关键问题研究》,针对上述问题,开展生物信息驱动的产品概念设计方法和关键技术研究。本文首先概述了国内外研究现状,分析总结了目前存在的问题。其次从四个方面分析了生物信息驱动产品概念设计的创新原理,并以类比推理的核心认知阶段为基础,结合生物信息的知识隐含特征,构建了两种过程模型。然后鉴于功能跨领域映射的复杂性,提出基于语义属性和语境属性的功能跨领域映射机制,给出可以量化的数学计算方法。接着在分析生物信息实例的基础上,提出一种融合依存关系解析和关键词抽取的结构-功能知识提取方法,并且基于对物理量在生物信息中应用的统计分析,提出一种采用人机协作方式提取生物信息蕴含科学定律知识的方法。最后基于前述构建的模型和提出的方法开发了计算机辅助工具,并以风机降噪改进设计为例,展示了工具的应用。论文的主要研究内容和创新点如下:1.分析了生物信息驱动产品概念设计的创新原理,并构建了两种过程模型。首先分析生物信息中蕴含的三类设计知识,即结构、功能和科学定律,其次通过分析概念设计中类比的基础依据,总结了类比的解释作用和启发作用,引出生物信息是启发设计师产生创新概念的重要源泉,然后分析生物信息驱动产品概念设计的创新原理,最后以类比推理的核心认知阶段为基础,结合生物信息的知识隐含特征,并根据不同的设计起点,构建了两种生物信息驱动的产品概念设计过程模型。理论上,这两种过程模型可以作为产品概念设计方法,为生物信息驱动的产品概念设计提供具体指导。2.提出了基于语义属性和语境属性的功能跨领域映射机制。工程/生物跨领域信息映射是获取生物信息的基础,首先总结了映射元素的基本要求和类型,鉴于功能的跨领域映射比较复杂,因此在分析功能表达形式的基础上,提出了基于语义属性和语境属性的功能跨领域映射机制,并给出可以量化的数学计算方法;其次为辅助设计人员获取与工程功能相关的生物信息,研究了基于功能跨领域映射机制的关键词推送方法,并进行了检验和评估。最后以一个设计示例展示了方法的可行性。3.提出了融合依存关系解析和关键词抽取的结构-功能知识提取方法。本文在分析生物信息实例的基础上,归纳了六种与结构知识、功能知识以及结构-功能知识相关的依存关系,据此提出一种融合依存关系解析和关键词抽取的结构-功能知识提取方法。其中,依存关系解析用于计算生物信息句子中单词之间的依存关系,通过利用前述归纳的依存关系,识别出包含结构和功能的潜在的设计知识。关键词抽取是为了获取代表生物信息主题的术语,利用这些术语对已识别出的设计知识进行过滤,以确保结构知识和功能知识都与生物信息的主题相关。将具有关联关系的结构和功能进一步组合为结构-功能知识,并以结构化的形式表示出来,供设计师产生创新方案使用。通过不同的生物信息样本对该方法进行了初步评估,并采用对比实验对方法进行了检验。4.提出了基于人机协作的科学定律知识提取方法。在收集物理量术语和生物领域信息的基础上,对物理量在生物信息中的应用进行统计分析,为通过利用物理量反演生物信息蕴含的科学定律提供支持。在此基础上,提出基于人机协作的科学定律知识提取方法,包括生物信息解析、科学定律反演和科学定律链聚合。为了实现该方法,进一步提出了科学定律反演模型,构建了物理量本体知识库和科学定律知识库,以及提出了科学定律链合成模型。通过实例分析,展示了所提方法的应用过程和可行性。5.开发了计算机辅助工具。以上述研究的模型和方法为基础,设计和开发了计算机辅助设计软件工具包-BIDT,并以风机降噪改进设计为案例,展示了部分工具模块以及提取出的结构-功能知识在产品概念设计中的应用。本文的研究为利用生物信息进行产品概念设计提供了具备可操作性的方法和工具,实现了具有应用意义的技术成果。
王晓宇[3]（2020）在《基于增材制造的微流控芯片模块化设计》文中指出传统微流控芯片的制造工艺和设计方法从很多方面限制了微流控芯片的发展,本文以微纳增材制造技术为基础,使用工业设计中的模块化设计思想,对微流控芯片进行模块化设计。在理论研究方面,本文综合研究了各类模块划分方法,紧紧围绕用户需求与产品模块之间的映射关系,使用FAST分析法、开放式结构产品的研究方法,建立了微流控芯片产品功能树,并梳理了微流控芯片的产品架构,从而完成了对微流控芯片的模块划分。在微流控芯片的各个模块中,本文以微泵模块为主要研究对象。本文结合Comsol仿真软件,对四种锥管结构进行仿真计算,并比较数值结果,通过理论计算,最终发现立体锯齿壁的锥管效率最高。本文还使用Comsol软件对单泵室微泵和双泵室并联微泵进行了仿真计算,根据软件输出的结果发现,双泵室并联微泵可以有效地起到平稳输出液流地作用。在对压电微泵的内部结构进行仿真优化后,本文使用类比设计的思想,来对微泵进行创新设计。本文提出了可拼接的汽车发动机式微泵结构和火箭式多级加速微泵结构,还提出了带电微粒子式的多级加速微泵布局方法。发动机式压电微泵的主要优势是自主拼接和多档位流量输出。通过对发动机式微泵的压电驱动模块进行整体逻辑控制,只需3个基本模块的组合就可以实现7种流量的输出。带电微粒子式的微泵布局,为微流控芯片的模块布局提供了新思路,这种微泵的布局方式解决了传统微流控芯片中由于微流体压力损失可能会导致的实验无法完成的问题。最后,本文对模块通用接口和微流控芯片的其他模块进行设计,通过对微流控芯片进行模块化整合,建立了模块化微流控芯片的功能产品库,还总结了模块化微流控芯片的发展模式。
张海强[4]（2020）在《面向特定任务需求的过约束并联机构构型设计与研究》文中指出本文面向航空航天领域高端智能装备发展重大战略需求,针对航空航天大型工件隔热层复杂曲面加工问题,开展基于大工作空间串并混联加工装备的构型设计与性能研究。根据复杂曲面加工的功能自由度要求,采用具有两转动自由度的1T2R、2T2R和3T2R三类少自由度并联机构作为主执行机构,侧重研究1T2R、2T2R和3T2R三类并联机构的构型综合,提出了一种新型的1T2R过约束并联机构,设计了串接直线导轨、环形导轨或工业机器人的混联构型设计加工方案,以应用于复杂曲面加工的2RPU-2SPR过约束并联机构为研究对象,对其进行自由度分析、运动学和动力学建模、性能分析与评价、多目标协同优化,并在最优结构参数基础上进行轨迹追踪控制研究,完成了虚拟样机数字化仿真分析,基于物理试验样机开展试验性能测试,以验证控制器的轨迹追踪性能,研究结果能够为并联机构在复杂曲面加工应用中提供理论指导。其主要研究内容如下:（1）以复杂曲面加工任务需求为导向的混联机构构型设计研究。根据航空航天大型工件隔热层复杂曲面加工的任务要求,确定混联加工装备中所需的并联机构功能自由度数目,基于螺旋理论的约束螺旋综合法提出了少自由度过约束并联机构的构型综合设计流程,对面向复杂曲面加工的少自由度并联机构进行系统地研究,利用运动螺旋与力螺旋、运动与约束的对偶关系,确定机构中运动副的类型和配置方式以及支链内关节轴线的约束几何关系,构型综合出受约束力/力偶的典型运动支链,利用Grassmann线几何性质判断约束力/力偶相关性,进而构型出具有两个转动自由度的1T2R、2T2R和3T2R三类满足功能自由度要求和运动特性的少自由度过约束并联机构。（2）根据结构相似性和功能相关性类比设计选型原则,提出了一种应用于复杂曲面加工的新型冗余驱动2RPU-2SPR过约束并联机构,对其进行运动学和动力学数学建模。首先,基于螺旋理论,对该机构进行自由度和运动特性分析,并利用修正的Grübler Kutzbach（G-K）公式进行自由度计算,确定该机构为1T2R三自由度冗余驱动过约束并联机构。其次,基于封闭矢量法,建立该机构的运动学方程,对其进行速度和加速度分析,建立表征驱动关节与动平台广义参数之间速度和加速度映射关系的雅可比矩阵和海赛矩阵。最后,基于虚功原理,建立该机构的动力学方程,并通过Recur Dyn和Simulink进行力/位混合驱动联合仿真验证了机构运动学和动力学理论推导的正确性。（3）以集成化性能评价体系为一体的多目标协同优化配置算法研究。根据复杂曲面加工任务特性需求,建立了2RPU-2SPR过约束并联机构集工作空间、运动/力传递特性、刚度、运动学/动力学灵巧性、能量传递效率和惯量耦合特性等性能评价指标为一体的多目标优化设计模型,提出了改进的基于正交试验设计的多目标粒子群优化算法,引入响应面模型对2RPU-2SPR过约束并联机构进行多目标协同优化设计,兼顾机构工作空间、运动学和动力学特性以及刚度特性,绘制设计变量与目标函数的主效应图、负效应图、交互效应图以及相关性图谱,揭示了设计变量与目标函数之间的内在联系,性能评价指标的Pareto前沿表明多目标协同优化中目标函数呈非线性分布,而且指标多是相互冲突甚至相互矛盾的。（4）以提高复杂曲面加工轨迹追踪精度为目标的控制方法研究。为解决关节空间到工作空间参数映射存在的问题,提出了一种基于双目视觉传感技术的简单高效快速计算并获取工作空间动平台位姿参数的方法。在此基础上,为提高2RPU-2SPR过约束并联机构工作空间的轨迹追踪精度,提出了两种基于工作空间的自适应智能控制算法。考虑到工程实际应用中会存在一些不确定性参数、未建模误差、突变负载和外界扰动等不确定性因素,而滑模控制能够有效抵抗外界扰动和参数摄动,针对此问题提出了一种自适应模糊滑模控制算法。为进一步提高动平台同步轨迹追踪精度,引入同步耦合误差,提出了一种自适应高频同步鲁棒控制算法。通过自适应律的在线实时调整,实现了并联机构未知参数（包括质量和转动惯量）在线辨识。（5）实验验证本文提出的新构型、新方法和新技术的正确性。以2RPU-2SPR过约束并联机构物理样机为实验对象,对提出的新机构进行力/位混合控制算法进行试验研究。基于双目视觉传感技术,能够在线实时计算2RPU-2SPR过约束并联机构动平台当前的位姿,并与预期轨迹对比形成追踪误差,通过自适应控制参数的调整,能够保证机构平稳运动,且具有较高的追踪精度。试验结果能为航空航天大型工件隔热层复杂曲面加工提供一定的理论指导和技术支撑。
景立挺[5]（2020）在《复杂机电产品概念设计原理方案博弈决策与优化的研究》文中指出在复杂机电产品概念设计阶段,需要对经由功能求解得到的多个原理方案进行评价,从而决策出最优原理方案,以此为后续详细设计提供优质输入。在复杂机电产品的开发过程中,涉及到多学科设计约束,并会形成大量原理解组合,使得原理方案初始筛选较为艰难;其次,由于原理方案评价目标之间客观存在冲突或依赖的定性作用关系,所以无法对各目标的约束关系精确建模,难以确保最优决策结果的稳健性;再者,决策得到的原理方案具体化程度不高,很难借助现有数值优化算法分析其性能预期,易造成后续反复迭代设计。因此,研究获取与设计意图最相关的评价准则集来寻求筛选方向,并构建多目标冲突权衡的求解规律,是确保原理方案多目标决策中可靠且有效的关键手段。同时,研究在不建立数学模型情况下表征方案性能价值的求解路径,融合性能到概念设计阶段,是提高机电产品原理方案性能价值的有效途径。针对以上问题,本文借助博弈理论的协调特性来重新架构原理方案决策过程中的多准则期望冲突和多目标约束难量化的问题,以此构建出不同原理方案博弈决策模型;同时,构造原理解性能价值模型来获取高性能价值的原理解知识,驱动原理方案改进。此外,依据上述研究理论研制了原理方案博弈决策原型系统,并以采煤机的截割部减速传动装置实例进行验证。本文主要研究内容如下:（1）研究了一种基于功能设计准则的初始原理方案筛选模型。围绕功能需求和初始设计约束引导功能设计准则的生成,构建基于二次模糊聚类的多准则博弈模型,转换功能设计准则冲突问题为博弈决策过程;结合相关系数函数来构造博弈效用函数,并对不同博弈主体下的策略组合进行效用分析,以此选择最符合设计意图且冲突最小的功能设计准则集,并应用到某种传送装置的形态学矩阵中进行原理解筛除,快速获取可行原理方案集。（2）构建一种面向新设计原理方案的非合作-合作串行博弈决策模型。基于模糊聚类模型将分功能和原理解映射为博弈过程中的策略和变量集,构建出多评价目标的博弈决策模型;其次构建非合作博弈效用函数来均衡各目标自身利益并获取多重占优方案;在此基础上,构造基于合作博弈模型的最优方案求解路径,围绕整体设计利益最大化对上述多重占优方案进行决策,确保原理方案在可行性基础上追求性价比。最后,对功能性晾衣架原理方案实例进行验证,并与TOPSIS对比分析,证明所提方法的稳健性。（3）构建一种面向适应性设计原理方案的Shapley值法博弈决策模型。构建基于信任度函数的多决策者数据融合模型,形成原理方案价值矩阵;基于评价目标和方案价值,定义“经济性-技术性”目标的联盟博弈模型,进而构造原理方案的博弈效用矩阵;以特征函数寻求不同博弈方合作时的最优联盟效用,利用Shapley值法对其进行分配,依据离差函数给出一个多目标期望综合最优原理方案。最后,以采煤机摇臂调高装置作为实例进行验证,并与其他多目标决策方法比较来说明所提方法的唯一性和可行性。（4）提出了一种基于原理解性能价值的原理方案改进优化模型。基于性能特征模型来构建性能-分功能关联矩阵;根据现有研究基础,提出“条件激励-性能响应-工作状态”原理解知识模型,用于构建原理解-性能关联矩阵;在此基础上,构建表征原理解与分功能关系的性能价值矩阵,进而识别高性能价值的原理解知识;研究并提出三种原理解操作方法来驱动原理方案改进。基于上述研究理论开发原理方案优化求解原型系统,并以中厚煤层采煤机进行实例验证,有效提升原理方案的性能价值。（5）基于前述理论模型开发了原理方案博弈决策原型系统,用于原理方案初始筛选,非合作-合作集成博弈模型以及基于Shapley值法的原理方案决策的辅助求解,并以采煤机的截割部减速传动装置原理方案为实例,验证了系统的有效性。
聂应新[6]（2019）在《高精度卧式加工中心设计关键技术研究》文中进行了进一步梳理高精度卧式加工中心设计关键技术是高档数控机床的共性关键技术。开展这些技术研究,对推动我国高档数控机床技术的发展具有重要的现实意义。为此,本文依托国家863课题研制一种高精度卧式加工中心样机。在整机结构设计、伺服进给系统、高精度电主轴、静压支承力矩电机驱动转台的设计关键技术方面进行深入系统的研究。主要研究工作如下:根据课题需要,确立机床的总体布局。利用正向设计方法,阐明机床的末端与零部件之间误差关系及静刚度关系模型,进行机床静刚度优化匹配,确定机床导轨、丝杠型号;以各部件的静刚度为约束,对各结构大件进行优化设计,实现从上到下的整机结构高刚度轻量化设计。基于滚珠丝杠副直线进给系统双向重复定位精度、反向差值及传动误差模型分析,提出一种滚珠丝杠副直线进给系统双向重复定位精度及反向差值预估方法。同时,说明提高系统位置精度的技术措施。获得进给系统电机惯量与负载惯量的最优匹配关系、丝杠最优导程、进给系统不产生爬行的最小临界速度,提出一种综合考虑滚珠丝杠副进给系统动态特性、最优导程、重复定位精度等因素的优化设计方法,并对该样机的进给系统进行设计。研制完成一种内装电机直驱后置式分体主轴单元。对主轴单元的传动方式、轴承选择、轴承的支撑组合、轴承安装定位方式、电机与主轴的配合过盈量、轴承与主轴的配合过盈量及主轴单元的动平衡技术进行研究。揭示主轴与电机转子配合过盈量设计的关键要素、主轴与轴承内圈配合过盈量设计的关键要素。设计主轴单元的冷却润滑系统,同时对主轴单元进行热仿真。研制完成一种静压支承力矩电机直驱高精度数控转台。建立数控转台用带可自动调节缝隙节流的封闭式静压轴承的油垫流量、刚度、油垫的摩擦功率损耗、油膜间隙等技术指标的设计计算模型。获得最小功率损耗下的最优油膜间隙、系统所需的流量、功率损耗、油膜刚度随负载的变化、负载范围等关键指标;明确带可自动调节缝隙节流的封闭式静压轴承的设计计算方法与流程;设计开发一种静压支承力矩电机直驱高精度数控转台及其液压控制系统。以这些研究成果为支撑,对研制的精密卧式加工中心样机进行测试,验证这些设计方法的科学性。
刘成浩[7]（2019）在《基于TRIZ与仿生学的创新设计方法研究》文中研究说明创新设计是提高产品竞争力的根本途径。自主创新,方法先行,创新方法的运用可以加快创新设想的产生。TRIZ理论是解决发明问题的强有力工具,仿生学是运用大自然生物的优秀进化结果进行创新设计的新兴学科,建立TRIZ理论与仿生学相集成的创新设计方法能更好地促进产品概念设计的创新。针对基于TRIZ理论与仿生学相集成的创新设计方法的构建,本文研究的主要内容如下所示:首先,运用功能分析建立生物功能系统和技术功能系统之间的相似度判断模型。对大自然生物解决冲突问题的原理和TRIZ创新原理解决问题的方式进行归纳分析,采用基于实例推理的知识表达方式,对生物实例与TRIZ创新原理进行描述,完成基于TRIZ创新原理与生物实例的仿生知识库构建。运用类比源设计原理,构建基于TRIZ理论的类比仿生概念设计过程模型。运用该设计过程模型将工程问题转化为TRIZ问题,经类比求解过程获得TRIZ原理解,在仿生知识库的支持下,获得解决工程问题的仿生源。然后,引入可拓学和耦合仿生学对仿生模本进行分析。采用可拓学物元理论对生物耦元进行分析建立生物耦元可拓模型,采用可拓学事元理论建立生物耦联方式可拓模型,将生物耦元可拓模型与生物耦联方式可拓模型相结合,共同构成生物耦合功能可拓树模型。运用层次分析法构建生物耦元贡献度判断模型,经过判断模型计算,获得生物各耦元对生物功能实现的贡献度。生物耦合功能可拓树模型与生物耦元贡献度模型的构建,为生物模型分析提供了工具。最后,针对现有辐射井水平钻机过于笨重、操作困难等问题,运用基于TRIZ的类比仿生概念设计方法,将辐射井水平钻机存在问题转化为标准TRIZ问题并获得原理解,在仿生知识库支持获得多个仿生实例,经过相似度判断模型计算确定蝉翼作为最终仿生实例。运用仿生模本可拓分析理论对蝉翼进行可拓分析,经耦元贡献度计算确定蝉翼翅脉结构耦元作为主耦元。以蝉翼翅脉结构耦元为仿生模本建立辐射井水平钻机底座三维模型,经有限元分析,和传统型辐射井水平钻机底座相比仿蝉翼辐射井水平钻机底座重量、最大应力、最大变形量均有所减小,比强度、比刚度和比结构效能均有所提高,验证了基于TRIZ与仿生学相集成的创新设计方法的可行性。
贾丽臻[8]（2017）在《跨域类比驱动的产品创新设计关键技术研究》文中指出面对竞争激烈的国际市场环境,不断进行产品创新是保持和提高企业核心竞争力的关键。在产品设计过程中,概念设计能给予设计人员较大的创新空间,是最能体现设计者的智慧和创造性,决定产品的结构特征和技术性能的阶段。类比作为一种重要的创新思维和技法,对于产品概念设计的创新具有重要意义。以心理学中对类比推理过程的研究为基础,众多学者以实验研究和方法研究为手段,探索了类比在设计过程中的最佳时机、作用及对设计结果的影响等,提出了不同的设计知识表征模型、检索方法、知识转移特征。尽管成果丰富,但实验研究各有侧重、结论不一;且检索方式比较单一。因此,类比应用于产品创新中的关键技术仍需进一步研究。基于现有的研究成果和不足,本文针对跨域类比在产品创新设计过程中的应用所面临的部分关键问题,展开深入研究,确定了面向跨域类比创新设计的知识表征模型、类比源检索机制及其形式化描述策略和实现方法。论文的主要内容如下:1、类比及类比设计的研究现状回顾。从现实背景和理论背景两个角度分析了本文研究工作的意义,提出了类比创新设计过程面临的关键问题。在对现有类比源分类方法进行归纳、探讨的基础上,将类比源分为本域类比源和跨域类比源;进一步地,将跨域类比源分为近域、中域和远域三类,进而界定了本文中的基本概念,确定了研究对象及研究范围。2、类比源对设计结果的影响及设计知识转移特征探究。以实验设计为手段,以工程系统间的类比为对象,以统计分析软件SPSS 22.0（Statistical Product and Service Solutions 22.0）为数据处理工具,探索了不同类型的跨域类比源对设计结果创新性的影响;分析实验过程产生的目标设计方案与对应的类比源之间设计知识的映射,归纳了作用原理、动作过程、结构三类知识类比转移特征。3、跨域类比过程中的设计知识表征模型构建。将现有的设计知识表征模型分为面向设计过程的模型、面向技术系统的模型和面向问题分析的模型;以知识类比转移特征为判定原则,对上述模型进行比较。最终以结构—行为—功能（Structure–Behavior–Function,SBF）为基础,提出了改进的结构—行为—功能（Refined SBF,R-SBF）模型及其建模规则。4、知识表征和类比源检索的桥梁搭建。以本体为知识表示策略,在Protégé5.2.0环境中,构建了面向R-SBF的领域本体模型,提供了形式化描述方法,为检索方法的研究及计算机辅助工具的开发奠定了基础。5、类比源检索机制及其技术实现。基于实验研究结果,采取“功能相似为主,行业相似为辅”的检索排序策略,将语义分析和检索过程结合,提出FsD（单功能&行业领域）检索和FmD（多功能&行业领域）检索机制。其中,前者以总功能检索为出发点,基于本体和概念连通图,通过建立功能与功能间的语义相似度度量模型实现。后者以行为检索为出发点,首先在基于产生式的行为—功能映射规则下,将行为转化为多个子功能,进而基于潜在语义分析（Latent Semantic Analysis,LSA）技术,建立功能—案例矩阵,提出改进的权重设定方法,利用奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）降维,最终通过计算余弦距离度量案例相似度实现。6、跨域类比创新设计辅助工具开发及过程模型构建。在Windows操作环境下,以RUP软件开发过程及增量模型为指导,采用C++/C#、XML、MySql等程序设计语言,开发了面向跨域类比创新设计的计算机辅助工具（Cross-domain Analogy Aided Design Innovation,AADI）;构建了AADI辅助下的产品创新设计过程模型,并应用于智能扫地机的创新设计中。
黄江敏[9]（2017）在《基于类比的概念设计方法研究》文中研究表明现有的类比设计研究侧重于解决类比映射方面的问题,目标是寻求一种能够在设计问题与现有知识之间构建映射的方法,并最终获取可以类比的实例。对于类比得到的设计原型的筛选,以及能够使类比原型成为最终设计方案的修正方法是类比设计急需深入研究的关键问题。本文提出了一种基于类比的概念设计方法。首先,对适用于类比映射的知识表达方式和设计原型中知识的有效性进行分析研究,然后对类比原型的变型设计和解决类比原型与设计需求之间的矛盾等问题进行了研究,最后并开发了类比分析求解的原型系统。主要研究工作如下:1.提出了一种面向概念设计的类比映射知识表达方法,构建了相应知识库。考虑到知识粒度对创新度的影响并且为了满足类比映射对知识表达的多方面匹配要求,采用需求层、功能层、行为层、结构层和实例层对应的知识属性,来进行实例知识的表达,研究多层类比映射中类比知识的表达方法,通过行为层、结构层为类比实例转化过程提供原理知识,有效提高了类比创新的效率。2.提出了一种基于类比的概念设计流程,以爬楼机设计为例进行了推演和验证。结合类比创新思维特点,提出一种以功能分解动作为分析对象的设计需求再现方法,并且利用匹配公式,模糊粗糙集约简和发明问题解决理论（TRIZ,Theory of Inventive Problem Solving）的矛盾分析方法完成了类比设计方案的求解。与其他类比设计研究相比,实现了有效类比原理的提取和类比实例转化的详细过程。3.基于前述的理论方法开发了类比分析求解的原型系统,用于类比概念设计的辅助求解,以爬楼机为例说明理论方法的有效性。
贾丽臻,檀润华,张换高,韩波[10]（2016）在《基于TRIZ实例解到领域解的类比转化过程研究》文中提出为提高发明问题解决理论实例解向领域解转化的效率,将类比思维方法应用于该转化过程中,提出系统化的过程模型,为该过程的计算机化提供了参考框架。对目标设计进行功能分析及表征,并以此检索类比源,找到实例解。依据技术系统的组成要素,提出类比源的选择依据及定性相似性分析方法,初步筛选源设计方案。利用改进的模糊层次分析法对候选源设计方案的衡量指标进行权重赋值,并借助于加权欧式距离,对类比源的优先度进行定量分析及排序,提供最优类比源,指导概念设计。将该过程模型应用于背负式枸杞采摘机的改进设计中,提出一种新型采摘机的概念设计方案,证明了该方法的有效性。
二、类比设计方法及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、类比设计方法及其应用（论文提纲范文）
（1）支持产品概念设计的专利知识挖掘方法及其原型系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 产品概念设计概述 |
| 1.2.1 产品创新设计相关概念 |
| 1.2.2 概念设计的内涵 |
| 1.2.3 概念设计过程模型的研究 |
| 1.3 辅助产品创新设计的功能基和专利知识研究 |
| 1.3.1 产品功能的定义与表达 |
| 1.3.2 功能基支持产品创新设计的研究 |
| 1.3.3 基于专利知识辅助产品创新设计的研究 |
| 1.4 面向产品创新设计的专利分类与检索研究 |
| 1.4.1 面向产品创新设计的专利分类研究 |
| 1.4.2 面向产品创新设计的专利检索研究 |
| 1.5 存在的主要问题与本论文研究的技术路线 |
| 1.5.1 存在的主要问题 |
| 1.5.2 本论文研究的技术路线 |
| 1.6 论文的体系架构与主要研究内容 |
| 2 专利知识辅助产品概念设计过程模型及其关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于功能基的概念设计求解过程模型 |
| 2.2.1 功能基的建立 |
| 2.2.2 建立基于功能基的概念设计求解过程模型 |
| 2.3 专利知识辅助产品概念设计过程模型 |
| 2.4 基于功能基的专利分类关键技术 |
| 2.4.1 专利获取及其标签设定 |
| 2.4.2 专利成分选择及预处理 |
| 2.4.3 特征选择与专利向量化表示模型 |
| 2.4.4 专利分类算法与分类性能评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于功能基的专利分类特征权重计算方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 专利分类中测试集专利特征权重计算方法分析 |
| 3.2.1 现有的无监督特征权重计算方法分析 |
| 3.2.2 现有的有监督特征权重计算方法分析 |
| 3.3 无监督的专利特征权重计算方法 |
| 3.4 有监督的专利特征权重计算方法 |
| 3.4.1 融合词-文本-类别的多层次专利特征权重计算模型 |
| 3.4.2 基于累积剩余熵的专利特征权重计算 |
| 3.5 基于语义的专利特征权重计算方法 |
| 3.5.1 词向量模型及基于词向量的专利特征权重计算 |
| 3.5.2 基于加权词向量的专利特征权重计算 |
| 3.5.3 基于证据理论的专利特征权重计算 |
| 3.5.4 基于圆周卷积的专利特征权重计算 |
| 3.5.5 基于卷积神经网络的专利特征权重计算 |
| 3.5.6 基于语义向量空间模型的专利特征权重计算 |
| 3.6 实验设计及结果分析 |
| 3.6.1 无监督的专利特征权重计算结果与分析 |
| 3.6.2 有监督的专利特征权重计算结果与分析 |
| 3.6.3 基于语义的专利特征权重计算结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 支持产品概念设计的专利知识挖掘与检索方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 专利知识表示及其提取规则 |
| 4.2.1 专利知识的表示 |
| 4.2.2 专利知识的提取规则 |
| 4.3 基于国际专利分类表的专利知识检索意图识别与理解方法 |
| 4.3.1 问题的提出 |
| 4.3.2 建立基于国际专利分类表的意图单元 |
| 4.4 基于国际专利分类表的专利知识检索方法 |
| 4.4.1 功能动词的建立 |
| 4.4.2 基于国际专利分类表的专利知识检索流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 支持产品概念设计的专利知识挖掘原型系统及其应用实例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统开发环境及总体框架 |
| 5.2.1 系统开发环境 |
| 5.2.2 系统总体框架 |
| 5.3 专利知识挖掘原型系统开发及其应用实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（2）生物信息驱动的产品概念设计方法及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 相关概念与内涵 |
| 1.3.1 产品概念设计 |
| 1.3.2 生物信息 |
| 1.3.3 仿生学与生物化 |
| 1.3.4 仿生设计与生物激励设计 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 工程/生物跨领域信息映射 |
| 1.4.2 生物领域蕴藏的设计知识提取 |
| 1.4.3 利用生物领域蕴藏的设计知识产生概念方案的方法 |
| 1.4.4 支持利用生物领域知识进行概念设计的辅助工具 |
| 1.5 目前研究存在的问题 |
| 1.6 研究内容及章节安排 |
| 第2章 生物信息驱动的产品概念设计创新原理 与过程模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 生物信息蕴含的设计知识分析 |
| 2.3 概念设计中类比的作用分析 |
| 2.3.1 类比的基础依据 |
| 2.3.2 类比的解释作用 |
| 2.3.3 类比的启发作用 |
| 2.4 生物信息驱动的产品概念设计创新原理分析 |
| 2.5 生物信息驱动的产品概念设计过程模型构建 |
| 2.5.1 问题推动过程模型 |
| 2.5.2 生物推动过程模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 工程/生物跨领域信息映射方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 跨领域信息映射分析 |
| 3.2.1 映射元素基本要求 |
| 3.2.2 映射元素分类 |
| 3.3 基于双层属性的功能跨领域映射机制构建 |
| 3.3.1 功能的表达 |
| 3.3.2 功能跨领域映射机制 |
| 3.4 基于功能跨领域映射机制的关键词推送 |
| 3.4.1 用于生物信息搜索的关键词推送方法 |
| 3.4.2 检验与评估 |
| 3.4.3 与其它方法的对比 |
| 3.5 设计示例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 生物信息中结构-功能知识提取方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 依存关系识别 |
| 4.2.1 依存关系 |
| 4.2.2 与结构和功能相关的依存关系识别 |
| 4.3 融合依存关系解析和关键词抽取的结构-功能知识提取方法 |
| 4.4 方法的初步评估 |
| 4.4.1 评估过程 |
| 4.4.2 评估结果分析 |
| 4.4.3 局限性分析 |
| 4.5 方法验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 生物信息中科学定律知识提取方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理量在生物信息中的应用分析 |
| 5.2.1 物理量及扩展术语的收集 |
| 5.2.2 生物领域信息的收集 |
| 5.2.3 统计与分析 |
| 5.3 科学定律知识获取方法的提出 |
| 5.4 科学定律反演模型的提出 |
| 5.4.1 基于三个物理量的科学定律反演模型 |
| 5.4.2 基于三个物理量集合的科学定律反演模型 |
| 5.5 知识库的构建 |
| 5.5.1 物理量本体知识库 |
| 5.5.2 科学定律知识库 |
| 5.6 科学定律链聚合 |
| 5.6.1 科学定律的筛选 |
| 5.6.2 科学定律链的合成 |
| 5.7 实例分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 计算机辅助设计软件工具开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 辅助工具开发与介绍 |
| 6.2.1 功能转换器 |
| 6.2.2 生物信息数据库 |
| 6.2.3 设计知识提取器 |
| 6.2.4 科学定律提取器 |
| 6.3 设计示例 |
| 6.3.1 问题分析 |
| 6.3.2 信息搜索 |
| 6.3.3 知识提取 |
| 6.3.4 知识转换 |
| 6.3.5 概念综合与评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 局限性讨论 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附件 |
| 附件A 功能基-功能术语 |
| 附件B 功能基-流术语 |
| 附件C 收集的物理量及扩展术语 |
| 附件D 科学定律知识库收集的科学定律 |
| 附件E 功能动词汇总表 |
| 附件F 功能名词汇总表 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（3）基于增材制造的微流控芯片模块化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 微流控芯片技术发展概况 |
| 1.1.2 传统的微流控芯片的制造方式 |
| 1.1.3 传统的微流控芯片面临的挑战 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微流控技术发展现状 |
| 1.2.2 微纳增材制造发展现状 |
| 1.2.3 模块化设计的发展现状 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.3.1 课题研究的目的 |
| 1.3.2 课题研究的意义 |
| 1.4 论文创新点 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 微流控芯片的模块划分 |
| 2.1 基于矩阵的模块划分方法 |
| 2.2 基于功能的模块划分方法 |
| 2.3 基于模块化的开放式结构产品设计 |
| 2.4 微流控芯片的模块化总体方案设计 |
| 2.4.1 模块化微流控芯片的设计要求 |
| 2.4.2 模块化微流控芯片的用户需求 |
| 2.4.3 微流控芯片模块化设计的总体方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微泵模块的设计与优化 |
| 3.1 传统微泵的基本原理 |
| 3.1.1 基于传统的宏观流体驱动原理设计的微泵 |
| 3.1.2 基于微观尺度下的流体流动性质来设计的微泵 |
| 3.2 无阀压电泵的设计与仿真 |
| 3.2.1 压电泵的设计 |
| 3.2.2 无阀微泵的优势 |
| 3.2.3 无阀压电微泵中锥管的优化与仿真 |
| 3.3 并联压电微泵的设计与仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于类比设计的微泵结构及布局设计 |
| 4.1 类比设计 |
| 4.2 发动机式微泵的设计 |
| 4.3 多级加速式的微泵设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微流控芯片的模块化整合 |
| 5.1 通用接口的设计 |
| 5.2 微流控芯片模块组件库的建立 |
| 5.2.1 微泵模块的设计 |
| 5.2.2 微阀模块的设计 |
| 5.2.3 微流道模块的设计 |
| 5.2.4 特殊功能模块的设计 |
| 5.3 微流控芯片的模块化整合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）面向特定任务需求的过约束并联机构构型设计与研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 复杂曲面加工装备的研究现状 |
| 1.3 少自由度并联机构的研究现状 |
| 1.3.1 并联机构构型综合设计研究 |
| 1.3.2 并联机构性能评价研究 |
| 1.3.3 并联机构多目标优化研究 |
| 1.3.4 并联机构轨迹追踪控制研究 |
| 1.4 课题的研究意义 |
| 1.5 主要研究内容及技术路线 |
| 2 少自由度过约束并联机构的构型综合 |
| 2.1 功能自由度分析 |
| 2.2 螺旋理论基础知识 |
| 2.3 约束力/力偶支链的综合 |
| 2.4 具有两转动自由度的过约束并联机构构型综合 |
| 2.4.1 3T2R并联机构的构型综合 |
| 2.4.2 2T2R并联机构的构型综合 |
| 2.4.3 1T2R并联机构的构型综合 |
| 2.5 机构选型与工程应用设计方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 2RPU-2SPR过约束并联机构运动学和动力学分析 |
| 3.1 2RPU-2SPR过约束并联机构自由度分析 |
| 3.2 2RPU-2SPR过约束并联机构运动学分析 |
| 3.2.1 机构位姿逆解分析 |
| 3.2.2 机构速度分析 |
| 3.2.3 机构加速度分析 |
| 3.3 2RPU-2SPR过约束并联机构动力学建模 |
| 3.4 2RPU-2SPR过约束并联机构联合仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 2RPU-2SPR过约束并联机构性能评价研究 |
| 4.1 过约束并联机构集成化性能评价体系 |
| 4.2 工作空间 |
| 4.2.1 工作空间约束条件 |
| 4.2.2 工作空间求解流程 |
| 4.3 刚度特性 |
| 4.3.1 运动支链刚度建模 |
| 4.3.2 并联机构刚度建模 |
| 4.3.3 刚度评价指标 |
| 4.4 运动/力传递特性 |
| 4.4.1 螺旋分析 |
| 4.4.2 运动/力传递性能指标 |
| 4.5 灵巧度特性 |
| 4.6 能量传递效率 |
| 4.7 惯量耦合特性 |
| 4.8 仿真算例分析 |
| 4.8.1 工作空间分析 |
| 4.8.2 刚度算例分析 |
| 4.8.3 运动/力传递性能分析 |
| 4.8.4 灵巧度分析 |
| 4.8.5 能量传递效率分析 |
| 4.8.6 惯量耦合指标分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 2RPU-2SPR过约束并联机构多目标优化研究 |
| 5.1 并联机构多目标优化问题 |
| 5.2 并联机构的多目标优化设计方法 |
| 5.2.1 多目标粒子群优化算法 |
| 5.2.2 正交试验设计方法 |
| 5.2.3 基于正交试验设计的多目标粒子群协同优化配置算法 |
| 5.3 多目标优化仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 2RPU-2SPR过约束并联机构控制与实验研究 |
| 6.1 双目视觉传感技术 |
| 6.2 基于工作空间的自适应模糊滑模控制 |
| 6.2.1 滑模控制 |
| 6.2.2 模糊滑模控制 |
| 6.2.3 自适应模糊滑模控制 |
| 6.2.4 仿真分析算例 |
| 6.3 基于工作空间的自适应同步鲁棒控制 |
| 6.3.1 鲁棒控制器设计 |
| 6.3.2 仿真分析算例 |
| 6.4 2RPU-2SPR过约束并联机构样机试验 |
| 6.4.1 机构控制硬件搭建 |
| 6.4.2 机构样机试验测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 惯性矩阵和科氏矩阵的性质 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）复杂机电产品概念设计原理方案博弈决策与优化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 机电产品概念设计原理方案决策的研究现状 |
| 1.2.1 概念设计原理方案生成 |
| 1.2.2 概念设计原理方案决策 |
| 1.2.3 概念设计原理方案优化 |
| 1.3 博弈理论在产品设计决策中的研究现状及发展 |
| 1.3.1 基于博弈理论下的产品开发应用研究 |
| 1.3.2 博弈理论在机电产品原理方案决策的适用性 |
| 1.3.3 面向机电产品原理方案决策的博弈理论关键技术研究 |
| 1.4 课题的来源、研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 课题的来源 |
| 1.4.2 课题的研究意义 |
| 1.4.3 课题的研究内容 |
| 1.5 本课题的预期目标及论文组织结构 |
| 第二章 基于功能设计准则的初始原理方案筛选 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 面向初始原理方案快速筛选的基本流程 |
| 2.2.1 功能设计准则定义 |
| 2.2.2 功能设计准则生成 |
| 2.2.3 多准则博弈决策模型构建 |
| 2.2.4 围绕最优功能设计准则的方案快速筛选 |
| 2.3 实例验证-小型室内货物传送机电装置 |
| 2.3.1 传送装置的功能设计准则获取 |
| 2.3.2 基于合作博弈的功能设计准则优选 |
| 2.3.3 基于最优功能设计准则的初始传送装置原理方案筛选 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 面向新设计原理方案的非合作-合作串行博弈决策 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向整体设计利益最大化的原理方案串行博弈模型构建 |
| 3.2.1 建模流程 |
| 3.2.2 博弈策略划分 |
| 3.2.3 基于非合作博弈的纳什均衡解获取 |
| 3.2.4 基于合作博弈模型的最优原理方案求解 |
| 3.3 实例验证-功能性晾衣架 |
| 3.3.1 功能性晾衣架的博弈策略求解 |
| 3.3.2 面向均衡需求的原理方案非合作博弈决策 |
| 3.3.3 面向整体设计期望的原理方案合作博弈决策 |
| 3.4 与TOPSIS决策方法的比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 面向适应性设计原理方案的Shapley值法博弈决策模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 面向经济性技术性综合最优的原理方案Shapley值求解 |
| 4.2.1 构建基于定性和定量评价目标的方案决策矩阵 |
| 4.2.2 融合多决策专家的评价数据 |
| 4.2.3 基于Shapley值法的原理方案博弈求解 |
| 4.3 实例验证-采煤机摇臂调高装置 |
| 4.3.1 构建摇臂调高原理方案初始决策矩阵 |
| 4.3.2 建立摇臂调高转置的方案价值矩阵 |
| 4.3.3 基于联盟博弈的摇臂调高方案最优决策验证 |
| 4.4 与其他方法的比较 |
| 4.4.1 Shapley值法与理想点法、ELECTREⅠ法对比 |
| 4.4.2 原理方案中经济性和技术性目标的博弈规律分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于原理解性能价值的原理方案优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 概念产品设计中原理解性能价值求解 |
| 5.2.1 原理解性能价值定义与计算 |
| 5.2.2 基于DSM的产品核心分功能获取 |
| 5.2.3 构建产品性能-分功能关联矩阵 |
| 5.2.4 构建产品原理解-性能关联矩阵 |
| 5.2.5 原理解性能价值驱动的原理方案优化 |
| 5.3 实例验证-中厚煤层双滚筒采煤机 |
| 5.3.1 获取采煤机核心功能模块 |
| 5.3.2 构建采煤机的性能-分功能关联矩阵 |
| 5.3.3 构建采煤机的原理解-性能关联矩阵 |
| 5.3.4 采煤机原理方案优化与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 原理方案博弈决策的原型系统与工程实例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原型系统实现 |
| 6.2.1 系统开发平台及编程语言 |
| 6.2.2 系统中各项功能模块设计 |
| 6.2.3 数据库设计 |
| 6.3 工程实例-采煤机的截割部减速传动装置 |
| 6.3.1 概念设计知识管理以及功能建模模块 |
| 6.3.2 原理方案决策模块 |
| 6.3.3 基于非合作-合作博弈的原理方案决策模块 |
| 6.3.4 基于Shapely值法的原理方案决策模块 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足及进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 专利 |
| 学位论文数据集 |
（6）高精度卧式加工中心设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外技术研究现状 |
| 1.2.1 机床整机结构设计技术 |
| 1.2.2 直线进给系统技术 |
| 1.2.3 电主轴技术 |
| 1.2.4 静压支撑直驱转台技术 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 整机结构正向设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机床的总体结构布局 |
| 2.3 机床结构优化设计方法 |
| 2.3.1 机床零部件静刚度表示方法 |
| 2.3.2 机床几何误差 |
| 2.3.3 机床末端误差与各部件误差之间的关系模型 |
| 2.3.4 机床结构静刚度模型 |
| 2.3.5 基于静刚度匹配的结构优化设计流程 |
| 2.3.6 机床静刚度匹配设计 |
| 2.3.7 机床导轨丝杠部件的选型 |
| 2.3.8 整机结构优化设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 滚珠丝杠进给系统设计关键技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滚珠丝杠进给系统的运动位置精度 |
| 3.2.1 位置精度的确定及误差分析 |
| 3.2.2 滚珠丝杠进给系统位置误差分析 |
| 3.2.3 提高进给系统位置精度的措施 |
| 3.3 滚珠丝杠进给系统的加速度及导程分析 |
| 3.3.1 电机惯量与进给系统加速度分析 |
| 3.3.2 电机负载扭矩与丝杠导程分析 |
| 3.3.3 进给系统不产生爬行的最小临界速度 |
| 3.4 滚珠丝杠进给系统设计 |
| 3.4.1 滚珠丝杠进给系统的设计流程 |
| 3.4.2 滚珠丝杠进给系统设计实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高精度内装电机主轴单元设计关键技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计要求及主要技术指标 |
| 4.3 主轴单元结构设计 |
| 4.3.1 内装电机直驱主轴单元的结构 |
| 4.3.2 轴承的选择 |
| 4.3.3 轴承的支撑组合及安装定位方式 |
| 4.3.4 主轴单元驱动电机的确定 |
| 4.3.5 主轴单元的冷却润滑 |
| 4.4 电机主轴与电机转子装配过盈量设计 |
| 4.5 工作端主轴与轴承配合过盈量设计 |
| 4.6 主轴单元动平衡设计技术 |
| 4.7 主轴单元热仿真分析 |
| 4.7.1 热源的生热模型及主轴单元的热载荷 |
| 4.7.2 主轴单元热仿真分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 静压支承力矩电机直驱数控转台设计关键技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计要求及主要技术指标 |
| 5.3 静压导轨工作原理 |
| 5.3.1 导轨润滑油供给方式 |
| 5.3.2 静压轴承结构 |
| 5.4 静压轴承设计理论 |
| 5.4.1 对缝隙中流体运动规律研究的基本假设 |
| 5.4.2 平行缝隙间流体的流动特性 |
| 5.4.3 相对运动平板之间缝隙的流体流动特性 |
| 5.5 具有缝隙节流的全封闭转台静压支承轴承设计 |
| 5.5.1 油垫的流量及刚度 |
| 5.5.2 油垫的摩擦功率损耗及油膜间隙 |
| 5.5.3 具有缝隙节流的封闭式转台静压轴承的优化设计流程 |
| 5.5.4 静压轴承的设计 |
| 5.6 静压支承力矩电机直驱转台结构及液压控制系统 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 机床实验测试结果 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 主轴单元转速振动及精度测试 |
| 6.2.1 主轴转速温升实验 |
| 6.2.2 主轴振动实验 |
| 6.2.3 主轴静态精度测试 |
| 6.2.4 主轴动态精度测试 |
| 6.3 数控转台承载能力及精度测试 |
| 6.3.1 转台承载能力及轴向刚度测试 |
| 6.3.2 转台回转精度测试 |
| 6.3.3 转台定位精度测试 |
| 6.4 机床整机静刚度实验测试 |
| 6.5 整机速度及直线位置精度测试 |
| 6.6 典型零件的加工精度测试 |
| 6.6.1 标准精加工试件的加工检测结果 |
| 6.6.2 机床用典型零件高精度直角铣头体的加工检测结果 |
| 6.6.3 航空发动机传动机匣的加工检测结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）基于TRIZ与仿生学的创新设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 TRIZ理论研究现状 |
| 1.2.2 仿生学研究现状 |
| 1.2.3 TRIZ理论与仿生学结合创新设计 |
| 1.3 课题研究的目的与意义 |
| 1.4 课题研究主要内容 |
| 1.5 论文技术路线 |
| 第二章 基于TRIZ的类比概念设计研究 |
| 2.1 概念设计 |
| 2.2 TRIZ理论求解问题方式研究 |
| 2.2.1 TRIZ理论体系 |
| 2.2.2 TRIZ理论求解问题过程 |
| 2.3 功能系统相似度判定 |
| 2.3.1 功能的定义 |
| 2.3.2 生物功能 |
| 2.3.3 功能分析 |
| 2.3.4 功能系统相似性分析 |
| 2.4 仿生知识库构建 |
| 2.4.1 知识表达方式选择 |
| 2.4.2 仿生知识库结构模型构建 |
| 2.4.3 仿生知识库主要内容 |
| 2.4.4 生物实例编码规则 |
| 2.4.5 生物知识检索过程 |
| 2.5 基于TRIZ与仿生学的类比求解过程 |
| 2.5.1 类比源设计原理 |
| 2.5.2 设计过程模型构建 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 生物模型可拓分析研究 |
| 3.1 可拓学分析 |
| 3.1.1 可拓学理论简介 |
| 3.1.2 基元分析 |
| 3.1.3 发散树方法 |
| 3.2 生物耦合功能可拓模型研究 |
| 3.2.1 生物耦合功能分析 |
| 3.2.2 生物耦合功能可拓分析 |
| 3.2.3 生物耦合功能可拓模型构建 |
| 3.3 生物耦元贡献度判断模型构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 辐射井水平钻机底座仿生优化设计 |
| 4.1 辐射井水平钻机概述 |
| 4.1.1 辐射井简介 |
| 4.1.2 辐射井水平钻机简介 |
| 4.1.3 辐射井水平钻机问题分析 |
| 4.2 仿生实例优选 |
| 4.2.1 TRIZ类比源求解过程 |
| 4.2.2 仿生实例相似性分析 |
| 4.3 蝉翼耦合可拓分析 |
| 4.3.1 蝉翼可拓模型建立 |
| 4.3.2 蝉翼生物耦元贡献度判断 |
| 4.4 仿蝉翼辐射井水平钻机底座模型建立 |
| 4.5 仿蝉翼辐射井水平钻机底座模型有限元分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要工作与结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）跨域类比驱动的产品创新设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 创新设计研究现状 |
| 1.2.1 创新的定义及分类 |
| 1.2.2 创新设计的定义及研究对象 |
| 1.2.3 创新辅助工具的研究概述 |
| 1.3 类比过程研究及意义 |
| 1.3.1 类比概述 |
| 1.3.1.1 类比的含义 |
| 1.3.1.2 类比的类型 |
| 1.3.1.3 类比和比喻 |
| 1.3.1.4 类比与归纳、演绎和联想 |
| 1.3.1.5 类比的特征 |
| 1.3.2 类比的认知过程 |
| 1.3.2.1 经典类比推理机制的研究 |
| 1.3.2.2 面向问题解决的类比推理机制研究 |
| 1.3.3 类比的应用 |
| 1.3.3.1 类比在科学发现中的应用 |
| 1.3.3.2 类比在学科发展中的应用 |
| 1.3.3.3 类比在人工智能中的应用 |
| 1.4 类比设计研究概况 |
| 1.4.1 类比在概念设计中的作用 |
| 1.4.1.1 类比的问题解决功能 |
| 1.4.1.2 类比的解释功能 |
| 1.4.2 类比设计的研究对象及成果 |
| 1.4.2.1 实验探索研究 |
| 1.4.2.2 方法应用研究 |
| 1.4.3 类比设计过程中的关键技术 |
| 1.4.3.1 知识表征方法研究 |
| 1.4.3.2 信息检索方法研究 |
| 1.4.3.3 设计知识转移 |
| 1.5 课题的提出及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.5.2 论文的主要工作和组织结构 |
| 第二章 类比实验设计及影响因素分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 类比源的分类 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.3.1 实验准备工作 |
| 2.3.1.1 确定实验人员 |
| 2.3.1.2 明确设计任务 |
| 2.3.1.3 选择类比源 |
| 2.3.2 实验流程 |
| 2.3.3 实验数据处理 |
| 2.3.3.1 数量 |
| 2.3.3.2 新颖性 |
| 2.3.3.3 质量 |
| 2.3.3.4 多样性 |
| 2.3.3.5 数据分析方法 |
| 2.4 实验结果及分析 |
| 2.4.1 数据处理结果及分析 |
| 2.4.1.1 (非)一致性分析 |
| 2.4.1.2 差异分析 |
| 2.4.2 知识映射和转移分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 设计知识表征——R-SBF模型构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 设计知识表征模型概述 |
| 3.2.1 模型的分类 |
| 3.2.2 模型的比较 |
| 3.2.3 R-SBF模型的提出 |
| 3.3 R-SBF知识表征建模规则 |
| 3.3.1 结构表征 |
| 3.3.2 行为表征 |
| 3.3.3 功能表征 |
| 3.4 实例 |
| 3.4.1 设计任务确定 |
| 3.4.2 R-SBF模型构建 |
| 3.4.3 类比方案产生 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于R-SBF模型的领域本体建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 本体概述 |
| 4.2.1 本体定义 |
| 4.2.2 本体构建方法 |
| 4.2.3 本体描述语言 |
| 4.2.4 本体编辑工具 |
| 4.3 R-SBF本体模型构建过程 |
| 4.3.1 流本体模型 |
| 4.3.2 结构本体模型 |
| 4.3.3 行为本体模型 |
| 4.3.4 功能本体模型 |
| 4.3.5 R-SBF本体模型 |
| 4.4 基于Protégé的本体知识库建立 |
| 4.4.1 流本体知识库构建 |
| 4.4.2 结构本体知识库构建 |
| 4.4.3 行为本体知识库构建 |
| 4.4.4 功能本体知识库构建 |
| 4.4.5 行业分类标准本体知识库构建 |
| 4.5 实例 |
| 4.5.1 iRobot780的R-SBF模型 |
| 4.5.2 iRobot780 的本体模型建立 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 F_sD和 F_mD检索技术实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 检索技术概述 |
| 5.2.1 查询扩展技术 |
| 5.2.2 相似度度量模型 |
| 5.2.3 检索性能评价 |
| 5.3 F_sD检索机制 |
| 5.3.1 功能语义相似度模型 |
| 5.3.1.1 概念相似度计算 |
| 5.3.1.2 概念相关度计算 |
| 5.3.1.3 概念权重设定 |
| 5.3.2 F_sD检索算法 |
| 5.3.2.1 基于向量空间的类比源检索模型 |
| 5.3.2.2 面向F_sD的类比源输出过程 |
| 5.4 F_m D检索机制 |
| 5.4.1 基于产生式规则的行为—功能映射 |
| 5.4.2 基于LSA的 F_mD检索算法 |
| 5.4.2.1 权重函数设定 |
| 5.4.2.2 检索实现过程 |
| 5.5 检索方法验证 |
| 5.5.1 检索过程模型 |
| 5.5.2 检索方法评价 |
| 5.5.2.1 查全率检验 |
| 5.5.2.2 查准率检验 |
| 5.5.2.3 F-measure检验 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 AADI计算机辅助设计系统原型开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算机设计软件开发策略 |
| 6.3 AADI系统数据库设计 |
| 6.3.1 索引数据库 |
| 6.3.2 案例数据库 |
| 6.4 AADI系统组成及功能模块 |
| 6.4.1 AADI系统组成 |
| 6.4.2 AADI系统功能模块 |
| 6.4.2.1 基础知识模块 |
| 6.4.2.2 案例录入模块 |
| 6.4.2.3 检索和输出模块 |
| 6.4.2.4 数据库可编辑模块 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 基于AADI的产品创新设计过程及应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向产品创新的跨域类比设计过程 |
| 7.3 基于AADI的智能扫地机创新设计 |
| 7.3.1 设计任务确定 |
| 7.3.2 类比源检索 |
| 7.3.2.1 目标问题确定 |
| 7.3.2.2 类比源确定 |
| 7.3.3 知识转移和方案产生 |
| 7.3.4 目标方案确定 |
| 7.3.4.1 边角吸尘系统仿真 |
| 7.3.4.2 主吸尘系统仿真 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文主要结论 |
| 8.2 论文主要创新点 |
| 8.3 未来工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 攻读学位期间所取得的相关研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于类比的概念设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 类比映射 |
| 1.2.2 类比创新实验 |
| 1.2.3 类比过程研究 |
| 1.2.4 类比设计方法研究 |
| 1.3 论文的组织结构 |
| 第2章 类比知识及其知识库的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 类比过程分析 |
| 2.3 类比知识表达 |
| 2.4 类比知识库 |
| 2.4.1 知识库内容 |
| 2.4.2 知识分层 |
| 2.4.3 知识库框架 |
| 2.4.4 自下而上的知识库构建 |
| 2.5 分层知识的具体内涵 |
| 2.5.1 需求层 |
| 2.5.2 功能层 |
| 2.5.3 行为层 |
| 2.5.4 结构层 |
| 2.5.5 实例层 |
| 2.6 实例分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于动作的类比设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于动作的设计需求分析 |
| 3.3 类比匹配过程 |
| 3.3.1 类比匹配特点 |
| 3.3.2 决策属性和条件属性 |
| 3.3.3 有效类比原理的推理 |
| 3.3.4 一次类比转化 |
| 3.4 基于TRIZ矛盾分析的二次类比转换 |
| 3.4.1 矛盾提取 |
| 3.4.2 矛盾分析 |
| 3.4.3 基于TRIZ的二次类比转换 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 原型系统与工程实例 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计系统研究现状 |
| 4.3 原型系统的实现 |
| 4.3.1 原型系统模块介绍 |
| 4.3.2 系统开发平台及编程语言 |
| 4.4 数据库设计 |
| 4.5 原型系统软件介绍 |
| 4.5.1 系统模块 |
| 4.5.2 设计知识库模块 |
| 4.5.3 类比设计模块 |
| 4.6 工程实例-爬楼机 |
| 4.6.1 爬楼机设计现状及设计任务书的制订 |
| 4.6.2 基于类比的爬楼机的设计过程及结果 |
| 4.6.3 现有爬楼机方案比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 |
（10）基于TRIZ实例解到领域解的类比转化过程研究（论文提纲范文）
| 1 基于TRIZ的类比转化过程模型研究 |
| 2 类比源的分析与选择 |
| 2.1 类比源的选择依据 |
| 2.2 类比源设计的定性相似性分析 |
| 2.3 类比源设计的定量优先度分析 |
| 2.3.1 基于改进的模糊层次分析法的权重设定 |
| 2.3.2 基于加权欧式距离的类比源设计优先度度量 |
| 3 背负式枸杞采摘机的类比设计 |
| 3.1 源设计检索结果 |
| 3.2 源设计相似性分析 |
| 3.2.1 类比源设计的定性相似性分析 |
| 3.2.2 类比源设计的定量优先度分析 |
| 3.2.3 基于“喷出效应”的枸杞采摘机设计 |
| 4 结论 |
四、类比设计方法及其应用（论文参考文献）
- [1]支持产品概念设计的专利知识挖掘方法及其原型系统研究[D]. 唐忠. 四川大学, 2021(12)
- [2]生物信息驱动的产品概念设计方法及关键技术研究[D]. 陈晨. 四川大学, 2021(01)
- [3]基于增材制造的微流控芯片模块化设计[D]. 王晓宇. 东南大学, 2020(01)
- [4]面向特定任务需求的过约束并联机构构型设计与研究[D]. 张海强. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]复杂机电产品概念设计原理方案博弈决策与优化的研究[D]. 景立挺. 浙江工业大学, 2020(02)
- [6]高精度卧式加工中心设计关键技术研究[D]. 聂应新. 天津大学, 2019(01)
- [7]基于TRIZ与仿生学的创新设计方法研究[D]. 刘成浩. 济南大学, 2019(01)
- [8]跨域类比驱动的产品创新设计关键技术研究[D]. 贾丽臻. 河北工业大学, 2017(01)
- [9]基于类比的概念设计方法研究[D]. 黄江敏. 浙江工业大学, 2017(04)
- [10]基于TRIZ实例解到领域解的类比转化过程研究[J]. 贾丽臻,檀润华,张换高,韩波. 机械设计, 2016(08)